يبحث
أغلق مربع البحث هذا.

تصنيع النماذج الأولية باستخدام الحاسب الآلي: كل ما تحتاج إلى معرفته

انغمس في تصنيع النماذج الأولية باستخدام الحاسب الآلي - وهي عملية دقيقة تستخدم التحكم بالكمبيوتر في النماذج الأولية الوظيفية. اكتشف الأنواع وخطوات الإنتاج والتطبيقات والفوائد.
هيتوب / مدونة / <a href="https://hitopindustrial.com/ar/التصنيع-باستخدام-الحاسب-الآلي-النموذ/" title="تصنيع النماذج الأولية باستخدام الحاسب الآلي: كل ما تحتاج إلى معرفته">تصنيع النماذج الأولية باستخدام الحاسب الآلي: كل ما تحتاج إلى معرفته

الشيء الأساسي في الإنتاج هو تحويل الفكرة إلى منتج ملموس. هذا هو المكان الذي تأتي فيه النماذج الأولية. إنها بمثابة نسخ حقيقية لفكرة تساعد المهندسين والمصممين على اختبار إبداعاتهم وتحسينها. ومن المثير للاهتمام أن نلاحظ أن هناك طرقًا مختلفة يمكنك استخدامها لصنعها النماذج الأولية، و التصنيع باستخدام الحاسب الآلي النموذج الأولي إنه خاص. 

فهم التصنيع باستخدام الحاسب الآلي النموذجي

التصنيع باستخدام الحاسب الآلي النموذج الأولي

كما يوحي الاسم، يتم استخدام CNC (التحكم العددي بالكمبيوتر) لإنتاج نموذج أولي. تهدف العملية إلى إنشاء نموذج مادي ووظيفي يبدو أو يتصرف أو يفعل كليهما مثل المنتج النهائي. يستخدم المصنعون هذه التقنية لتصحيح العيوب قبل إنتاجها على نطاق أوسع. وبصرف النظر عن المساعدة في إزالة الأخطاء، فإنه يؤدي أيضًا إلى خفض التكلفة الإجمالية.   

أنواع النماذج الأولية

النموذج البصري

تم تصنيعه باستخدام الرغوة أو الطين أو البلاستيك، وهو نموذج أولي غير وظيفي ولكنه يمنحك فكرة مرئية عن الشكل الذي سيبدو عليه المنتج. يستخدم المصممون مثل هذه النماذج لتقييم النظرة المستقبلية للمنتج. 

نموذج إثبات المفهوم

نموذج أولي غير مكتمل يعمل ولكنه لا يشبه المنتج النهائي تمامًا. في الأساس، يساعد هذا النموذج في ترسيخ الفكرة وتقييم ما إذا كانت ستحقق أداءً جيدًا في الظروف الحقيقية. الرغوة والكرتون و مطبوعة ثلاثية الأبعاد وتستخدم الأجزاء لتصنيعها. 

نموذج العرض التقديمي

نموذج أولي تم إنشاؤه بدقة ومصمم لأغراض التسويق أو للعرض للمستثمرين المحتملين. المعدن أو الزجاج أو البلاستيك عالي الجودة أو غيرها مواد عالية الجودة يتم استخدامها لصنع هذا النموذج الأولي التفصيلي. 

نموذج العمل

منتج وظيفي يعمل تمامًا مثل المنتج النهائي. لتصنيعها، يتم استخدام مواد عالية الجودة مثل الزجاج أو المعدن أو البلاستيك عالي الجودة.

إنتاج النموذج الأولي باستخدام الحاسب الآلي

الخطوة 1: التفكير في التصميم وإنشاء الملفات ثلاثية الأبعاد

  • يقوم مصممو ومهندسو المنتجات بالعصف الذهني ورسم مفاهيم التصميم المختلفة. أنها تركز على الأداء الوظيفي، وعلم الجمال، وقابلية التصنيع.
  • تتم ترجمة التصميم إلى نموذج ثلاثي الأبعاد مفصل باستخدام برنامج CAD. يحدد هذا النموذج جميع الأبعاد والميزات والتفاوتات في النموذج الأولي النهائي.

الخطوة 2: تسلسل الإنتاج وبرمجة CNC

  • يحدد المهندسون الترتيب الأمثل لعمليات المعالجة. إنهم يأخذون في الاعتبار تغييرات الأدوات، وكفاءة إزالة المواد، وتقليل حركة الماكينة.
  • واستنادًا إلى التسلسل، يقوم برنامج متخصص بإنشاء تعليمات G-code. هذه تخبر آلة CNC بكيفية تحريك أدواتها وضبط الإعدادات وإنشاء النموذج الأولي في النهاية.

الخطوة 3: الإنتاج (التصنيع الآلي)

  • يتم تثبيت المواد المختارة (البلاستيك، المعدن، الخشب، إلخ) على سرير الآلة.
  • يتم تحديد أدوات القطع المختلفة مثل المثاقب والمطاحن والمطاحن النهائية وتبادلها تلقائيًا طوال العملية بناءً على البرنامج.
  • تتبع آلة CNC تعليمات G-code بدقة، حيث تقوم بإزالة المواد شيئًا فشيئًا لتشكيل الميزات والأشكال الهندسية المطلوبة للنموذج الأولي.

عمليات النماذج الأولية باستخدام الحاسب الآلي

طحن

ماكينة طحن CNC

طحن هي عملية تصنيع نموذجية طرحية حيث تقوم أداة أسطوانية دوارة ذات أسنان قطع متعددة بإزالة المواد من كتلة صلبة وإنشاء الشكل المطلوب. يمكن استخدام هذه العملية لإنشاء أشكال هندسية معقدة وخطوط محيطية وفتحات وميزات معقدة بمواد مثل المعادن والبلاستيك والخشب. 

الآلات المستخدمة: آلات طحن ذات 3 محاور و 4 محاور و 5 محاور تستخدم عادة.

التطبيقات: نماذج أولية ذات تفاصيل معقدة ومكونات وظيفية وأبعاد دقيقة، مثل علب التروس والوحدات السكنية والمكونات الإلكترونية.

تحول

تُعرف أيضًا باسم المعالجة بالمخرطة، حيث تقوم عملية الدوران بتدوير قطعة عمل أسطوانية مقابل أداة القطع الثابتة. تقوم الأداة بإزالة المواد أثناء دوران قطعة العمل، وتشكيلها بالشكل المطلوب. يمكنه إنشاء مهاوي، والبطانات، والتروس. ويمكن استخدامه أيضًا في المعالجة المتكررة للأجزاء المتماثلة.

الآلات المستخدمةأدوات المخرطة مثل المخارط البرجية المزودة بحاملات الأدوات لتغيير الأدوات تلقائيًا والمخارط السويسرية لتصنيع الأجزاء الطويلة والرفيعة.

التطبيقات: نماذج للمكابس والمحامل و مهمات الربط.

مخرطة، التصنيع باستخدام الحاسب الآلي النموذج الأولي

التصنيع باستخدام الحاسب الآلي متعدد المحاور

ماكينة CNC ذات 5 محاور

تستخدم الآلات متعددة المحاور آلات ذات أكثر من ثلاثة محاور للحركة. يتيح ذلك لأداة القطع الاقتراب من قطعة العمل من زوايا مختلفة ومعالجة الأشكال الهندسية المعقدة. تعتبر هذه العملية مثالية للأجزاء المعقدة ذات الميزات المعقدة والأجزاء السفلية. 

آلات: ماكينات ذات 4 و 5 محاور، حيث تصل بعض الماكينات المتطورة إلى 9 محاور.

التطبيقات: نماذج أولية للقوالب والمزروعات الطبية والمكونات الميكانيكية المعقدة.

استخدامات التصنيع باستخدام الحاسب الآلي النموذجي في الصناعات المختلفة

الصناعة البحرية

وتتطلب الصناعة تصنيع وسائل النقل المائي على نطاق واسع وبحرفية عالية الجودة. لهذا السبب هناك حاجة إلى التشغيل الآلي باستخدام التصنيع باستخدام الحاسب الآلي لتلبية المتطلبات. من الهيكل إلى الديكورات الداخلية، هذه الأجهزة قادرة على القيام بكل شيء. على سبيل المثال، مصانع التصنيع باستخدام الحاسب الآلي، تجهيز التفريغ الكهربائيوغيرها من التقنيات المشابهة تساعد في تصميم وتطوير أجزاء القوارب المخصصة للبناء. 

صناعة السيارات

قبل أن يدخل نموذج السيارة الجديد مرحلة الإنتاج، يتم إنشاء نماذج أولية متعددة واختبارها. يتم استخدام التصنيع باستخدام الحاسب الآلي لإنشاء هذه النماذج الأولية، مما يسمح للمهندسين باختبار تصميم السيارة ووظائفها وأدائها. من أجزاء المحرك الكبيرة إلى التروس الصغيرة، يمكن للتصنيع باستخدام الحاسب الآلي أن يفعل كل شيء. مثال على ذلك هو محرك الاحتراق الذي يستخدم عمليات التصنيع باستخدام الحاسب الآلي المتعددة. وقد يشمل ذلك تحويل الكتل المعدنية الكبيرة إلى ألواح جسم المحرك أو إنشاء المكابس والأسطوانات. 

الفضاء الجوي

يُعتقد أن متطلبات صناعة الطيران قد حفزت نمو وتطور صناعة CNC. ومع ذلك، يتطلب الأول معدات يتم تصنيعها مع التركيز على السلامة والجودة العالية، وهو أمر يمكن لـ CNC تحقيقه. لذلك، ستصادف العديد من المكونات المستخدمة في مجال الطيران والتي تم تطويرها باستخدام CNC، مثل قرون استشعار، معدات الهبوط، الفتحات، جلبة، وأكثر من ذلك.

إلكترونيات 

غالبًا ما يكون البناء على نطاق صغير مطلوبًا في صناعة الإلكترونيات، ويجب أن يكون ذلك متسقًا. تتعامل الآلات CNC مع الأجزاء الداخلية والخارجية في صناعة الإلكترونيات الاستهلاكية بشكل جيد. ويعتبر غلاف الهواتف الذكية المصنوع من السبائك المعدنية خير مثال على ذلك. يتم استخدام آلات الطحن CNC وأجهزة التوجيه CNC على نطاق واسع لإنشاءها. وتشمل المكونات الإلكترونية الأخرى التي تستفيد منها مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور، والأدوات، والمبيت، والمشتتات الحرارية. 

الصناعة العسكرية والدفاعية

احتياجاتهم مماثلة لاحتياجات صناعة الطيران ويمكن أن تكون ذات فائدة كبيرة في قسم البحث والتطوير العسكري. ومن المعروف أن هذا الأخير يستخدم لتصنيع الطائرات والمركبات الحربية والعديد من التطبيقات الأخرى. يرجع سبب استخدامها إلى قدرة ماكينة CNC على العمل بسلاسة مع أصعب المواد. 

الصناعة الطبية

لضمان تصنيع الأجزاء ذات الدقة الدقيقة، يتم استخدام آلات CNC في الصناعة الطبية. من المعادن إلى البلاستيك، يمكن استخدام مجموعة متنوعة من المواد، وهو أمر يمكن للصناعة الطبية الاستفادة منه. على سبيل المثال، يمكن استخدام عملية التصنيع باستخدام الحاسب الآلي لأنابيب الخزعة، وحوامل الغرسات، والأطراف الاصطناعية، والمقص الجراحي، والمزيد. هذه تتطلب تفاوتات صارمة ويجب أن تكون دقيقة للغاية ودقيقة في الوظيفة. 

صناعة النفط والطاقة

ولا يقتصر استخدامه على إنتاج نماذج أولية للعناصر الهشة فحسب؛ كما أنها تستخدم للمنتجات التي لديها قوة بدنية عالية، كما هو الحال في قطاع النفط والطاقة. تحتاج الصناعة إلى أجزاء يمكن أن تساعد في استخراج المنتجات في أعماق باطن الأرض. وفي قطاع الطاقة، يساعد على تقليل التأثير البيئي السلبي. 

مزايا التصنيع باستخدام الحاسب الآلي النموذج الأولي

بالنسبة للشركة المصنعة، هناك عدد من الفوائد لاستخدام التصنيع باستخدام الحاسب الآلي النموذجي في عملية التصنيع. دعونا نتحقق من عدد قليل منهم. 

مجموعة واسعة من المواد

تتوافق هذه الآلات مع عدد من المواد، وأفضل ما في الأمر هو أن معظمها يدوم طويلاً. وقد تشمل هذه الألومنيوم، والفولاذ المقاوم للصدأ، والزنك، والصلب، والمغنيسيوم، التيتانيوم, نحاسوالنحاس والبرونز. 

الجودة والاتساق

على عكس الآلات الأخرى التي تعتمد على البشر ومهاراتهم، تعمل آلات CNC وفقًا للتعليمات. ليس هذا فحسب، بل يمكنهم أيضًا تكرار العملية دون إجراء أي تغييرات على النموذج الأولي. يساعد هذا في تصنيع تكرارات جديدة من النموذج الأولي الحالي. وهذا يعني أيضًا أنه يمكن استخدام نفس الآلة لإنتاج المنتجات النهائية. 

بسعر معقول

ونظرًا لقدرة آلات CNC على إنتاج أعداد صغيرة من النماذج الأولية، يمكن للشركة المصنعة التحقق من الشكل الذي سيبدو عليه المنتج أو عمله. وهذا يساعدهم على تجنب خسارة الأموال حيث يمكنهم إصلاح أي خطأ ينشأ في دفعة صغيرة.  

يوفر الوقت

لا حاجة لصنع القوالب وغيرها من المتطلبات الأساسية، مما يوفر الوقت باستخدام ماكينات CNC. كما يمكن تعديل التصميمات بشكل أسرع حيث أن التعديل الوحيد المطلوب يكون في برنامج CAD وCAM، ويتم التعامل مع الباقي بواسطة الجهاز نفسه. 

لماذا تختار التصنيع باستخدام الحاسب الآلي بدلاً من الطباعة ثلاثية الأبعاد؟

مما لا شك فيه أن آلات CNC تتمتع بميزة تفوق الطباعة ثلاثية الأبعاد لتطوير النماذج الأولية. فيما يلي بعض الأسباب:

  • تعتبر الأجزاء التي تم إنشاؤها باستخدام الآلات CNC أكثر دقة لأن الماكينة يمكنها الحفاظ على تفاوتات أقرب.
  • عملية البناء طبقة تلو الأخرى في الطباعة ثلاثية الأبعاد يجعل من الصعب تكرار الإمكانات الأولية للمواد الهندسية عالية الأداء بشكل كامل. ومن ناحية أخرى، فإن التصنيع باستخدام الحاسب الآلي يحافظ على قوة واستقرار هذه المواد. 

إعداد نماذج CAD لتصنيع النماذج الأولية باستخدام الحاسب الآلي: بعض النصائح

يمكنك دائمًا تحسين تصميمك للتصنيع، حيث سيزيد ذلك من فرصك في صنع نموذج أولي ناجح. إليك ما يمكنك فعله:  

تنفيذ التجاويف والحواف والثقوب والجدران بعناية.

الآلات لها قيود، وآلات CNC لا تختلف عن ذلك. ومن ثم، يُقترح تحسين الأقسام المختلفة لنموذج CAD الخاص بك بعناية. 

عمق وقطر التجاويف: يمكن لمعظم المطاحن النهائية أن تقطع ثلاثة إلى أربعة أضعاف قطرها فقط. لذا، للحصول على أفضل النتائج، حافظ على عمق التجويف ضمن هذا الحد.

حواف: خذ بعين الاعتبار قطر أداة القطع عندما يكون لتصميمك زوايا.

تصنيع النماذج الأولية باستخدام الحاسب الآلي، نماذج CAD

الثقوب: لقم الثقب القياسية قيود، لذا ضع في اعتبارك الحجم والعمق الذي تحتاجه. إذا كان ثقبك يتطلب قطرًا دقيقًا، فكر في استخدام أدوات الثقب والثقب.  

سمك الحائط: تميل الجدران الرقيقة إلى الاهتزاز، مما قد يتسبب في إضرار أداة القطع بسطح السطح. لذا، حافظ على سمك الجدار بحيث لا يقل عن 0.8 ملم أو أعلى.

حدد برنامج CAD بحكمة.

لقد حفز تطبيق CAD هذا على تطوير العديد من تطبيقات برامج CAD. مما لا شك فيه أن بعضها فعال، في حين أن البعض الآخر معقد للغاية بحيث لا يمكن فهمه وتشغيله. ولذلك، اختر تطبيقات CAD الصحيحة لصناعتك المحددة. على سبيل المثال، قد لا تعمل البرامج المخصصة للهندسة الميكانيكية وتشكيل الصفائح المعدنية في الهندسة المعمارية، والعكس صحيح. 

قم بإنشاء قائمة مرجعية مسبقًا

بالنسبة للتصميمات والميزات التي تريدها في النموذج الأولي النهائي، قم بإنشاء قائمة مرجعية. سيوفر لك هذا الوقت والجهد لاحقًا عندما يتطلب التصميم تعديلاً. 

اصنع رسومات بسيطة

في حين يمكن استخدام عدة طرق لتصميم نموذج أولي، فإن تبسيط التصاميم هو أفضل استراتيجية لتقليل عملية التصنيع. على سبيل المثال، قم بتقسيم الرسم إلى قسمين وقم بتجميعهما لاحقًا إذا كان التصميم معقدًا.

كيف تختار أدوات القطع المختلفة في التصنيع باستخدام الحاسب الآلي؟

عند اختيار أدوات القطع لتصنيع الآلات باستخدام الحاسب الآلي، يجب مراعاة ما يلي:

  • نوع المادة: هذا مهم لأن مواد الأداة وأشكالها الهندسية تختلف حسب المادة.
  • الخواص الميكانيكية للمادة. عندما لا تكون سرعة القطع مثالية، فإن كفاءة القطع وطول عمر الأداة تتعرض للخطر. على سبيل المثال، تتطلب المادة الصلبة سرعة قطع تختلف عن سرعة القطع في المادة اللينة. 
  • كفاءة القطع. لتعزيز كفاءة الأداة، تحقق من معدل التغذية وعمق القطع. تحقق أيضًا مما إذا كان يمكنه التعامل مع قوة القطع التي ستطبقها. 
  • استقرار القطع. يساعد على منع الاهتزاز والرنين. ولضمان ذلك، قم بتقييم صلابة الأداة واستقرارها.
  • عمر الأداة: كلما زادت مدة الصلاحية، قلت فرص الاستبدال أو الإصلاح. وبالتالي، فهو يساعد أيضًا في توفير المال. 
  • التكلفة: قم بتقييم نسبة التكلفة إلى الأداء لأداة القطع. تأكد من وجود توازن مناسب بين سعر الأداة وأدائها. 

أفكار فراق

يمكن أن يكون نموذج CNC بمثابة استثمار لن تندم عليه لاحقًا. لذا، إذا كان لديك أي خطط لذلك تعزيز التصنيع الخاص بك، فلا تفكر في الأمر مرة أخرى. ستجعل هذه الآلة رحلتك من وحدات البكسل إلى النماذج الأولية سهلة وجديرة بالاهتمام. ولا تنسَ هدفك؛ هذا هو الاعتبار الأكثر أهمية! 

الأسئلة الشائعة

ما هو سير العمل الطبيعي لتصنيع النماذج الأولية باستخدام الحاسب الآلي؟

تتضمن العملية 

  • إنشاء نموذج CA3D CAD ثلاثي الأبعاد
  • برمجة كام 
  • اعداد الآلة
  • عملية التصنيع 
  • التشطيب والتفتيش

ما هي تكلفة تصنيع النماذج الأولية باستخدام الحاسب الآلي؟

تعتمد تكلفة تصنيع النماذج الأولية باستخدام الحاسب الآلي على عدة عوامل، بما في ذلك:

  • نوع المادة
  • تكلفة العمالة
  • تصميم الجزء 
  • الهندسة
  • الدقة والتسامح 

كم من الوقت يستغرق إنشاء نموذج أولي باستخدام الحاسب الآلي؟

يمكن أن يختلف وقت التنفيذ لنماذج CNC الأولية من بضعة أيام إلى بضعة أسابيع، اعتمادًا على مدى تعقيد التصميم وعبء العمل على الماكينة.

مقالات ذات صلة

جدول المحتويات

منشور له صلة

Arabic

اتصل بنا اليوم، واحصل على الرد غدًا

لديك طريقتان لتوفير الملف (الملفات)

ملحوظة: سيتم الحفاظ على سرية معلوماتك/ملفك (ملفاتك) بشكل صارم.

مرحبًا، أنا سبارو شيانغ، المدير التنفيذي للعمليات في شركة HiTop، وسنكون سعداء أنا وفريقي بلقائك ومعرفة كل شيء عن عملك ومتطلباتك وتوقعاتك.